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材料断裂形貌如断口表面、断裂裂等均被认为具有分形结构而被称为实际分形体,论述了这类实际分形体维数的实验测量、计算方法和分维测量、计算中出现的分维不性问题,指出生分维不确定性的原因,并且通过计算机模拟演示了一些实际测量因素对测量和计算实际分形体维数的影响。 相似文献
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金属腐蚀形貌的分形表征 总被引:1,自引:0,他引:1
利用扫描电子显微镜(SEM)得到铝合金表面腐蚀损伤微观形貌,借助于数字图像处理技术对其进行二值化处理,并利用小岛法研究二值图像的分形维数,得到分形维数随腐蚀损伤的变化趋势。结果表明:二值化过程中灰度阈值与分形维数间的函数关系与弹塑性材料的拉伸曲线具有类比性。提出了从分形角度上表征腐蚀损伤特征,所得的结果具有一定的工程价值。 相似文献
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进行了混凝土的试验室硫酸加速腐蚀试验,运用三维激光扫描技术对6个不同腐蚀时间的混凝土表面形貌进行了数据采集,获得了每个试件表面上大量测点的三维坐标,采用立方体覆盖法编程计算了混凝土腐蚀表面的分形维数,并得到了分形维数与腐蚀时间、质量损失百分率、腐蚀深度之间的关系。结果表明,混凝土硫酸腐蚀后,其表面形貌具有分形特征,分形维数D可以作为混凝土硫酸腐蚀程度的一种评价指标,分形维数D与腐蚀时间t呈正相关,能用幂函数模型表示为D=1.954×t0.0228。混凝土试件的质量损失百分率ω和腐蚀深度h与其腐蚀表面形貌的分形维数D呈正相关,能分别用幂函数模型表示为ω=5.932×10-19×D57.333,h=5.045×10-20×D58.634,且可以用分形维数D通过这两个模型推断质量损失百分率ω和腐蚀深度h。 相似文献
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根据赫兹弹性理论和分形几何理论,按照表面微凸体变形特点、表面微凸体承担法向接触载荷的光滑性与连续性条件,以及严格区分弹性变形与完全塑性变形,构建微动结合部的一种法向接触修正加载分形模型。给出Weierstrass-Mandelbrot分形函数不可微的条件。采取带随机相位Ausloos-Berman分形函数仿真各向异性非稳态三维随机表面形貌。提出表面微凸体法向弹性接触载荷与表面微凸体法向变形量之间的加载幂律关系形式,建立微动结合部两个微凸体之间互相影响的法向接触刚度的求导函数而非偏导函数计算方法。数字模拟结果显示:对于恒定的载荷,随着表面轮廓分形维数的增大,实际接触面积先增大后减小;实际接触面积随着法向接触载荷的增加而增加,但随着分形粗糙度的增加而减小;微动结合部法向接触刚度随着实际接触面积、法向接触载荷、相关因子和材料性能参数的增加而增加,但随着分形粗糙度的增加而减小;当表面轮廓分形维数较小时,微动结合部法向接触刚度随着表面轮廓分形维数从1变大而增加;当表面轮廓分形维数较大时,微动结合部法向接触刚度有时随着表面轮廓分形维数的增加逼近到2而减小。微动结合部法向接触修正加载分形模型的建立,可进一步分析微动两接触表面之间的卸载模型。 相似文献
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测试了高氯酸·[四氨·双(5-硝基四唑)]合钴(Ⅲ)原样及其超细样品的粒度分布。结果表明,超细样品和原样均呈双峰/多峰分布,且其粒度分布具有分维特征。原样的分维数较低为1.80,3个细化样的分维数均较高,为2.32~2.42。分析认为,研磨时间从0延长至60min,对应样品粒度分布分维数增大,符合通常的粒度分布规律。研磨时间从60min延长至150min期间,对应样品中亚微米和纳米粒子含量较高,团聚较严重,使粒度分布发生异常,粒度分布分维数计算中的相关系数有所减小,分维数计算值不再增加。分维数可在一定程度上反映超细粒子团聚行为的严重程度。 相似文献
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给出有关粗糙表面单个微凸体接触点面积a的概率分布密度的推导过程。该概率分布密度适用于机械加工粗糙表面,不管磨削、铣削、车削表面都满足此概率分布密度的关系式。按照整体柔性结合面的结构函数,提出具体计算分形维数、分形粗糙度的方法。对文献[1]的理论计算和分析进行定量实验佐证。实验佐证显示:在一定法向加载重物的条件下,理论静摩擦系数和实验的绝对误差在-0.03302 ~ 0.01926之间,理论静摩擦系数和实验的相对误差在-8.323% ~ 5.512%之间。 相似文献
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分形维数可以表征裂缝形态,能够用来分析混凝土裂缝断面的粗糙程度。裂缝形态对开裂混凝土的渗透性有重要影响,为研究这种影响,利用劈裂试验获得不同宽度的裂缝,使用不同的纤维种类,并设置多种纤维掺量,得到粗糙程度不同的裂缝断面,通过水渗透试验测量不同裂缝宽度时混凝土的渗透系数。采用激光扫描仪扫描裂缝断面并重构3D断面几何形态,采用立方体覆盖法计算断面分形维数。采用分形维数将实测裂缝宽度和有效裂缝宽度联系起来,联立达西定律和泊肃叶定律建立开裂混凝土渗透系数和分形维数的函数关系。结果表明:使用相同的网格划分法,分形维数随着纤维掺量的增加而增大;渗透系数随着纤维掺量的增加而减小;函数关系式中分形维数的指数绝对值和修正系数都随裂缝宽度增加而减小。 相似文献
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ABS塑料断面形貌特征及分形分析 总被引:9,自引:1,他引:8
分析测字了ABS塑料冲击断面的形貌特征及对应的分形维数值,结果表明,不同断面表貌特征所对应的分形维数测量值不同,ABS无缺口冲强度随满足自相似原理的形貌特征对应的分形维数测量值增大而线性增高,不满足自相似原理的形貌特征所对应的分形维数测量值量宏观冲击强度间无明显关系,但其大小仍合理表征了相应尺度范围内的形貌的特征变化。 相似文献
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Universality and Specificity of Fractal Dimension of Fractured Surfaces in Materials 总被引:1,自引:0,他引:1
1. IntroductionSince Mandelbrot et al.11] showed .that fracturedsurfaCes are fractals in nature and that the fractaldimension of fractured surfaCes correlates well withthe toughness of ~erials. Many authors have doneexperimellts on this probleml2,3]. Now, it is generally accepted that the fractured surface is a fractalwith self-affine property if the applied stress is ModeI loading. Several years later, Bouchaud et al.14] reported thst the rouglmess index of the fractured surfaces would be … 相似文献